過湿ストレス下の炭素動態と養水分吸収能を指標としたダイズ根系形態と機能のモデル化

过湿胁迫下以碳动态和养分吸水能力为指标的大豆根系形态和功能建模

• 批准号: 22KK0084
• 负责人: 高橋 宏和
• 金额: $ 12.81万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KK0084/
• 关键词: 耐湿性; ダイズ; 根; 炭素動態; 放射性同位体; 根系モデル

令和2年度の日本におけるダイズは飼料用も含めるとわずか6%程度となっている．ダイズの生産性が向上しない要因の一つに過湿ストレスが挙げられる．日本においてダイズの耐湿性の向上は，未だ解決されていない長年の課題である．植物の根は，養水分の吸収を担う重要な器官であるとともに，湿害，旱害，塩害，貧栄養などの環境ストレスに真っ先に晒される器官であることから，作物はこのようなストレスに適応するために根系の再構築を行う．そのため，植物が環境ストレス耐性を獲得するためには，根系の改良が重要であり，第二の緑の革命は根型育種において起こると期待されている．そのため，耐湿性向上においても過湿ストレスに適応できる根系を育種する必要がある．そのためには，過湿ストレスに対する根系形成を理解し，根系形成モデル構築し，根型育種のための明確なストラテジーの確立が必要不可欠である．申請者らは，これまでに過湿ストレス下において，根系形態の変化よりもはるかに早く炭素動態を変化させていることを明らかにした．そこで本申請課題では，植物の根が過湿ストレス後の根系形成過程を、これまでのような形態的な特徴だけではなく，①植物体内の生理応答、②根系の再構築，③根系機能の回復の3段階に分けて解析を行い，ダイズの過湿ストレスに対する根系形成を理解する．さらにこれらの情報を利用して，CIRADにおける海外共同研究者と連携して過湿ストレスに対するダイズの根系形成モデルの構築することで，根型育種における問題解決に挑む．

在2020年，日本的大豆仅约为6％，包括使用饲料。不能提高大豆生产率的因素之一是过度湿度。在日本，改善大豆的耐水性一直是一个未解决的长期问题。由于植物根是负责吸收养分水的重要器官，并且是最初面临的环境压力的器官，例如潮湿，干旱，盐损伤和营养不良，因此农作物重建了根系以适应这种压力。因此，重要的是要改善根系，以使植物获得环境胁迫的耐受性，并且预计在根类型繁殖中会发生第二次绿色革命。因此，有必要培养可以适应过度水分压力的根系，即使为了提高耐水性。为此，必须了解响应过度湿度压力，构建根系形成模型并为根类型育种建立明确的策略，从而了解根系的形成。申请人以前曾表明，在超强主义应力下，碳动力学的变化速度比根系形态的变化快得多。因此，在此应用中，我们将分析在三个阶段过度湿度压力后植物根部的根系形成过程，不仅是以前的形态学特征，而且在三个阶段中也分为三个阶段：1）植物内的生理反应，2）根系的重建，以及3）根系功能的恢复，并理解根部系统的响应，以应对过度的质量压力。此外，使用这些信息，我们将与CIRAD的海外研究人员一起创建一个模型，以防止大豆形成过度湿度压力，并将致力于解决根类型育种中的问题。

项目成果

RIイメージ技術を用いた嫌気ストレス下のダイズの根における炭素動態の評価

利用 RI 成像技术评估厌氧胁迫下大豆根系的碳动态

• 发表时间: 2022
• 作者: 山岸雄輝・郭威・加藤洋一郎;指原佑佳・江草泰介・石井昌範・郭威・加藤洋一郎;奥田温基・内田圭 ・加藤洋一郎;嶋田舞穂，杉田亮平，中園幹生，髙橋宏和
• 通讯作者: 嶋田舞穂，杉田亮平，中園幹生，髙橋宏和